Question

【题目】质量为60kg的李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料．他用200N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，不计绳重及摩擦．g=10N/kg。求：

（1）动滑轮的重力；

（2）他施加拉力的功率

（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）

Answer 1

【答案】(1)100N；(2)300W；(3)94.4%

【解析】

图中动滑轮绳子段数为3，则力与距离倍数关系为3，根据总拉力与总重力相等解出滑轮重力，再根据计算功率，当重物达到最大值时对应效率最大，此时拉力也达到最大值，与人的重力相等。

(1)由图得动滑轮上有3段绳子，则根据总拉力与总重力相等有：

带入数据得：

(2)由于动滑轮上为3段绳子，则拉动绳子距离为：

则拉动绳子速度为：

故拉力的功率为：

(3)同一个滑轮组当所挂重物最大时，机械效率最高，此时对应拉力最大值，由于李师傅质量为60kg，则最大拉力等于李师傅重力：

克服动滑轮重力所做功为额外功，有用功为总功与额外功之差，则可得最大机械效率为：

答：(1)动滑轮重力为100N；

(2)施加的拉力功率为300W；

(3)最大机械效率为94.4%。